Was sind häufige Fehler bei Transformatoren?
Häufige Fehler in Transformatoren können verschiedene Ursachen haben, darunter elektrische, mechanische und umweltbedingte Probleme. Ein häufiger Fehler ist der Ausfall der Wicklungsisolierung, der durch Überhitzung, übermäßige elektrische Belastung oder Alterung der Isoliermaterialien auftreten kann. Dieser Fehler kann zu Kurzschlüssen oder Erdschlüssen innerhalb der Wicklungen führen, die die Leistung des Transformators beeinträchtigen und möglicherweise Schäden verursachen. Ein weiteres häufiges Problem ist die Ansammlung von Feuchtigkeit im Transformatoröl oder in der Isolierung, die die Isolationseigenschaften verschlechtern und zu einer verringerten Spannungsfestigkeit oder Teilentladung führen kann. Es können auch mechanische Fehler wie lose Verbindungen, gebrochene Klemmen oder beschädigte Buchsen auftreten, die die strukturelle Integrität und elektrische Leistung des Transformators beeinträchtigen. Regelmäßige Wartung, einschließlich Isolationswiderstandsprüfung, Ölanalyse und Sichtprüfungen, hilft dabei, diese häufigen Fehler zu erkennen und zu beheben, um einen zuverlässigen Transformatorbetrieb sicherzustellen.
Die häufigste Ursache für einen Transformatorausfall ist thermischer Stress, der hauptsächlich auf Überlastung oder unzureichende Kühlung zurückzuführen ist. Wenn ein Transformator Strömen ausgesetzt ist, die seine Nennkapazität überschreiten, oder wenn er bei hohen Umgebungstemperaturen betrieben wird, kann sich in den Wicklungen und der Isolierung übermäßige Hitze aufbauen. Diese thermische Belastung beschleunigt die Alterung von Isoliermaterialien, verringert die Spannungsfestigkeit und kann zu Isolationsdurchschlägen oder Kurzschlüssen führen. Eine vorübergehende oder anhaltende Überlastung führt zu einer Überhitzung, die mit der Zeit zu einer Verschlechterung der Komponenten des Transformators führen kann. Die richtige Dimensionierung von Transformatoren für die vorgesehenen Lasten, die Gewährleistung einer ausreichenden Belüftung und Kühlung sowie die Überwachung der Betriebstemperaturen sind entscheidend, um Ausfälle aufgrund von thermischer Belastung zu verhindern und die Lebensdauer des Transformators zu verlängern.
Fehler in Stromwandlern (CTs) beinhalten typischerweise Probleme im Zusammenhang mit der Genauigkeit, der Isolationsintegrität und der mechanischen Integrität. Zu den häufigsten Fehlern gehören ungenaue Messungen aufgrund interner Kurzschlüsse oder offener Stromkreise innerhalb der Stromwandlerwicklungen, die zu falschen Messwerten in Schutzrelais oder Messsystemen führen können. Isolationsfehler, wie z. B. der Ausfall von Isolationsmaterialien oder das Eindringen von Feuchtigkeit, können die Leistung und Genauigkeit des Stromwandlers beeinträchtigen. Mechanische Fehler wie lose Verbindungen, gebrochene Anschlüsse oder physische Schäden können die strukturelle Integrität und den elektrischen Durchgang des Stromwandlers beeinträchtigen. Regelmäßige Tests und Wartungsarbeiten, einschließlich Isolationswiderstandsprüfungen, Verhältnisprüfungen und Sichtprüfungen, helfen dabei, diese Fehler zu erkennen und zu beheben, um einen zuverlässigen Betrieb von Stromwandlern in elektrischen Systemen sicherzustellen.
Fehler im Transformatorkern können sich auf verschiedene Weise äußern und die Effizienz und Leistung des Transformators beeinträchtigen. Ein häufiger Fehler ist der Ausfall der Kernisolierung, bei dem sich die Isoliermaterialien zwischen den Kernlamellen mit der Zeit verschlechtern, was zu erhöhten Wirbelströmen und Kernverlusten führt. Dieser Fehler kann die Effizienz des Transformators verringern und die Betriebstemperatur erhöhen. Ein weiteres Problem sind mechanische Beschädigungen des Kerns, wie z. B. Verformungen oder Verformungen der Kernbleche aufgrund mechanischer Beanspruchung oder magnetischer Kräfte, die sich auf die Verteilung und Effizienz des magnetischen Flusses des Transformators auswirken können. Kernfehler können auch lockere Kernschrauben oder Klemmen sein, die während des Betriebs mechanische Vibrationen oder Geräusche verursachen können. Regelmäßige Inspektionen und Tests, einschließlich Sichtprüfungen und Kernisolationswiderstandsmessungen, helfen dabei, diese Fehler zu erkennen und zu beheben, um die Zuverlässigkeit und Leistung des Transformators aufrechtzuerhalten.
Die Überprüfung von Fehlern in einem Transformator umfasst mehrere Diagnosetechniken, um potenzielle Probleme zu identifizieren und einen zuverlässigen Betrieb sicherzustellen. Der erste Schritt ist eine Sichtprüfung, bei der der Transformator auf Anzeichen von physischen Schäden, Öllecks oder Überhitzung untersucht wird. Bei der Isolationswiderstandsprüfung wird der Isolationswiderstand zwischen Wicklungen sowie zwischen Wicklungen und Erde gemessen und so ein Isolationsdurchbruch oder das Eindringen von Feuchtigkeit erkannt. Die Prüfung des Leistungsfaktors bewertet den Zustand von Isoliermaterialien und erkennt Verunreinigungen oder Alterungseffekte. Die Analyse gelöster Gase (DGA) von Transformatorenöl identifiziert Gase, die durch Isolationsversagen oder Überhitzung entstehen, und weist auf mögliche interne Fehler hin. Die Frequenzganganalyse (FRA) misst die Reaktion des Transformators auf verschiedene Frequenzen, um Wicklungsbewegungen oder mechanische Fehler zu erkennen. Diese Diagnosetests, die regelmäßig im Rahmen vorbeugender Wartungsprogramme durchgeführt werden, helfen dabei, den Zustand des Transformators zu beurteilen, Fehler frühzeitig zu erkennen und Korrekturmaßnahmen umzusetzen, um Ausfälle zu verhindern und einen zuverlässigen Betrieb sicherzustellen.